燃烧器的三点接触球轴承承受较大的转子轴向推力载荷，钢球在工作中承受较高的接触应力和交替载荷。在使用中，钢球表面偶尔会剥落，影响轴承的使用寿命和可靠性。国内燃气轮机轴承钢球的疲劳寿命与国外有一定的差距，因此有必要研究如何提高钢球的抗疲劳性能。

　　钢球的抗疲劳性能.与二次表面应力状态有关，钢球表面承受二次表面最大剪切力位置，提高钢球表面硬度，增加表面和二次表面压力应力，可提高钢球的抗疲劳性和耐磨性。

　　钢球表面强化是在钢球表面的塑性变形范围内，钢球相互碰撞，导致钢球表面的宏观弹性变形和微塑性变形，导致钢球表面硬度增加，钢球表面处于压力应力状态。为了满足内燃机轴承的长寿命.在钢球加工过程中，需要高可靠性，增加表面强化处理工艺。

　　常规强化钢球尺寸较小，材料为普通轴承钢。燃烧器轴承部件主要选用高温钢、高速钢等特殊钢材料，钢球尺寸较大。因此，有必要研究燃烧器轴承钢球的强化处理技术。

　　1.钢球表面强化试验

　　1.1样件

　　钢球直径为22.225mm，材料为M50钢。

　　1.2强化试验

　　钢球表面强化机采用2000个钢球进行强化试验。通过试验确定的工艺参数为滚筒转速15r/min，强化时间100~210min。一定比例的强化液(煤油和20#机油)mL。

　　1.3检测结果

　　1.3.1应力

　　钢球强化前.后面的表面应力如图1所示。从图中可以看出，未强化球的应力峰值约为-450MPa，在距表面0.1mm处;2)强化2.5h应力峰值为-900MPa，在距表面0.4mm地点，强化层深度约为0.75mm;3)强化4h应力峰值为-1100MPa，在距表面0.5mm地点，强化层深度约为0.8mm。钢球表面应力增强后，钢球表面应力变化和钢球表面应力深度也有所不同。

　　钢球强化前.后表面应力

　　1.3.2硬度

　　钢球强化前.后表面硬度如图2所示，钢球强化后表面硬度明显增加，平均硬度为731HV0.1提高到785HV0.1。

　　钢球强化前图2.后面的表面硬度

　　1.3.3表面变质层检测

　　在某公司失效分析中心采用组织和硬度法对强化钢球变质层进行检测，无明显变质层。

　　1.3.4小结

　　钢球强化后表面应力增加70%~88%，表面硬度明显增加，表面无明显变质层。

　　2.强化工艺

　　通过测试和测试，最终确定钢球加工工艺为：成型：→退火→光球→软磨→热处理→硬磨1→表面强化处理→硬磨2→初研→补充回火→精研→稳定→超精研→终检→油漆包装。并对成品钢球进行了测试，消除应力后压应力仅降低100左右MPa，对强化效果影响不大。

　　3.疲劳寿命试验

　　轴承钢球故障属于滚动接触疲劳故障，其寿命采用图3所示的方法进行评估。在一定的载荷力作用下，测试球同时与四个伴奏球接触。当主轴夹具驱动测试球高速旋转时，四个伴奏球在摩擦作用下发生纯滚动。钢球之间的接触应力5.83GPa，主轴转速为3000r/min。普通工艺钢球取9粒，强化钢球取6粒。强化前。.后钢球疲劳寿命如图4所示，钢球强化后疲劳寿命明显增加。

　　4.结束语

　　采用表面强化技术对内燃机轴承钢球进行通过疲劳试验验证钢球疲劳试验寿命显著提高，说明特殊材料钢球表面强化技术的正确性。